中药化学成分与药效物质基础文档格式.docx

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具有生物活性、能起防病治病作用的化学成分。

　　如麻黄碱、甘草皂苷、芦丁、大黄素。

　　2.无效成分：

没有生物活性和防病治病作用化学成分

　　如淀粉、树脂、叶绿素、蛋白质等。

　　二者的划分也是相对的。

一方面，随着科学的发展和人们对客观世界认识的提高，一些过去被认为是无效成分的化合物，如某些多糖、多肽、蛋白质和油脂类成分等，现已发现它们具有新的生物活性或药效。

　　有效成分和无效成分相对性

　　过去认为是无效成分的化合物，现在发现新的生物活性（某些蛋白质，氨基酸、多糖）。

　　鹧鸪氨酸（驱虫）；

天花粉蛋白（引产）；

茯苓多糖、猪苓多糖（抗肿瘤）

第一节　绪论

　　三、中药化学成分的提取分离方法

（一）中药化学成分的提取

　　1.浸渍法

　　特点：

适于遇热易破坏或挥发性成分及含淀粉、黏液质、果胶较多的中药。

　　缺点：

时间长，效率低，易发霉，体积大。

　　2.渗漉法

提取效率高，不加热，不破坏成分。

　　3.煎煮法

　　必须以水为溶剂。

对含挥发性和加热易破坏成分不适用。

　　4.回流提取法

　　优点：

效率较高

不适用遇热易破坏成分，溶剂消耗大。

　　5.连续回流提取法

　　索氏提取器

提取效率高，节省溶剂，操作简单。

不适用遇热破坏成分。

　　6.水蒸气蒸馏法

　　适于具有挥发性的有效成分提取。

　　7.升华法

　　具有升华性的成分。

　　如樟树中的樟脑、茶叶中的咖啡因。

　　8.超声提取法

　　利用超声波产生强烈的空化效应和搅拌作用。

　　9.超临界流体萃取法（SFE）

　　最常用CO2作为超临界流体萃取的物质。

　　优点

　　3.低温下提取，对“热敏性”成分尤其适用。

　　缺点

　　对极性大化合物提取效果较差，设备造价高。

　　历年考点

　　【最佳选择题】

　　最常用的超临界流体是

　　A.水　　　　B.甲醇

　　C.二氧化碳　D.三氧化二铝

　　E.二氧化硅

『正确答案』C

　　【配伍选择题】

　　A.浸渍法　　B.渗漉法

　　C.煎煮法　　D.回流提取法　　E.连续回流提取法

　　1.不加热而浸出效率较高的是

　　2.只能以水为溶剂加热提取的是

　　3.有机溶剂用量少而提取效率高的是

　　4.中药提取含挥发性成分时不宜采用方法

『正确答案』B、C、E、C

（二）中药化学成分的分离与精制

　　1.根据物质溶解度差别进行分离

（1）结晶及重结晶

　　原理：

利用混合物中各成分在溶剂中溶解度差异。

　　①结晶的条件

　　结晶的关键：

选择合适的溶剂。

　　③溶剂的选择

　　b.高温对结晶物质溶解度大，低温溶解度小。

　　c.对杂质的溶解度或者很大（待重结晶物质析出时，杂质仍留在母液中）或者很小（待重结晶物质溶解在溶剂里，过滤除去杂质）。

　　⑤化合物纯度的判定方法

　　a.结晶形态与色泽：

结晶均匀、一致。

　　b.熔点与熔距：

熔点明确、熔距敏锐（1～2℃）

　　c.色谱法：

三种以上展开剂展开，呈单一斑点。

　　d.高效液相色谱法、质谱、核磁共振等方法。

（2）利用两种以上不同溶剂极性差异分离

　　①水提醇沉法：

多糖、蛋白质等沉淀

　　②醇提水沉法：

树脂、叶绿素等亲脂性成分。

　　（3）利用酸碱性进行分离

　　①酸提取碱沉淀：

生物碱提取分离。

　　②碱提取酸沉淀：

酚、酸类成分的提取分离。

　　判断单体化合物纯度的方法是

　　A.膜过滤

　　B.显色反应

　　C.HPLC

　　D.溶解度测定

　　E.液-液萃取

　　【多项选择题】

　　结晶法精制固体成分时，要求

　　A.溶剂对成分热时溶解度大，冷时溶解度小

　　B.溶剂对成分热时溶解度小，冷时溶解度大

　　C.溶剂对杂质应冷热都不溶解

　　D.溶剂对杂质应冷热都容易溶解

　　E.加热溶解后，趁热过滤后母液要迅速降温

『正确答案』ACD

　　2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离

（1）液-液萃取

利用混合物中各成分在互不相溶的两相溶剂中分配系数K不同而达到分离。

　　（5）液-液分配柱色谱

　　正相分配色谱：

固定相极性>

流动相极性

　　固定相氰基（-CN）与氨基（-NH）

　　反相分配色谱：

固定相极性<

　　固定相石蜡油、RP-2、RP-8及RP-18

　　3.根据物质的吸附性差别进行分离

（1）物理吸附

　　无选择性，过程可逆，应用最广。

　　①硅胶、氧化铝——极性吸附剂

　　②活性炭——非极性吸附剂

（2）极性及其强弱判断

　　极性表示分子中电荷不对称程度，与偶极矩、极化度、介电常数有关。

　　（4）吸附柱色谱用于物质分离的注意事项

　　②尽可能选用极性小的溶剂装柱和溶解样品；

　　④酸性物质用硅胶，碱性物质用氧化铝；

　　⑤TLC组分Rf达到0.2～0.3时溶剂可用于柱色谱。

　　（5）聚酰胺柱层析

　　吸附原理：

　　聚酰胺不溶于水及常用有机溶剂，对碱稳定，对酸（尤其无机酸）稳定性较差。

　　原理为“氢键吸附”。

　　吸附规律：

　　A.酚羟基数目：

酚羟基数目越多吸附力越强

　　B.酚羟基位置：

酚羟基所处的位置易于形成分子内氢键，则吸附力减弱。

　　C.分子芳香化程度越高，共轭双键越多，吸附力越强。

　　D.洗脱溶剂的影响：

　　水<

甲醇<

丙酮<

稀氢氧化钠<

甲酰胺<

二甲基甲酰胺<

尿素

　　聚酰胺对酚类、黄酮类化合物的吸附是可逆的（鞣质例外），故特别适合于该类化合物的制备分离和脱鞣处理。

　　（6）大孔吸附树脂法

　　通过物理吸附（范德华力、氢键吸附）和分子筛性能。

　　两相溶剂分配法分离的原理是混合物中各组分

　　A.分子量不同

　　B.分子大小不同

　　C.分配系数不同

　　D.吸附能力不同

　　E.氢键缔合能力不同

　　聚酰胺的吸附原理是

　　A.相似者容易吸附

　　B.相似者难于吸附

　　C.离子交换吸附

　　D.氢键吸附

　　E.两相溶剂中的分配比不同

『正确答案』D

　　与极性大小有关的概念有

　　A.偶极矩

　　B.比旋光度

　　C.极化度

　　D.介电常数

　　E.折光率

　　4.根据物质分子大小差别进行分离

（1）凝胶色谱法

　　凝胶色谱利用分子筛原理分离物质，小分子进入凝胶颗粒内部，大分子化合物被排阻在外部难以进入，因此大分子物质首先被洗出。

　　5.根据物质解离程度不同分离

混合物中各成分解离度不同而分离。

　　离子交换树脂外观为球形颗粒，不溶于水，但可在水中膨胀。

　　6.根据物质沸点进行分离

　　利用混合组分中各成分的沸点不同而分离的一种方法。

　　在水中不溶解但可膨胀的材料是

　　A.葡聚糖凝胶

　　B.氧化铝

　　C.硅胶

　　D.透析膜

　　E.活性炭

『正确答案』A

　　A.聚酰胺

　　B.离子交换树脂

　　D.大孔吸附树脂

　　E.膜分离

　　具有氢键吸附性能的吸附剂是

　　对碱稳定，酸不稳定的吸附剂是

　　同时具有吸附性和分子筛性能的吸附剂是

『正确答案』A、A、D

　　四、中药化学成分结构研究方法

（一）化合物的纯度测定

（二）结构研究中的主要方法

　　1.分子式确定

　　（3）高分辨率质谱法（HR-MS）

　　2.质谱（MS）

　　测定有机分子的分子量、求算分子式、推断结构信息。

　　3.红外光谱（IR）

　　4000～1500cm－1的区域为特征频率区，许多特征官能团，如羟基、氨基等，可据此进行鉴别。

　　1500～600cm－1的区域为指纹区，真伪鉴别。

　　4.紫外光谱（UV）

　　分子结构中具有共轭体系化合物才能在紫外光区产生紫外吸收光谱。

　　应用：

　　推断化合物的骨架类型；

测定化合物的精细结构

　　5.核磁共振（NMR）

　　1H-NMR:

提供不同氢原子情况。

主要为化学位移（δ），偶合常数（J）及质子数（积分面积）。

　　测定化合物纯度的常用方法是

　　A.紫外光谱　　B.红外光谱

　　C.薄层色谱　　D.柱色谱

　　E.超声波

　　A.纸色谱法　B.高效液相法

　　C.气相法　　D.质谱法

　　E.紫外法

　　1.推断化合物骨架的方法

　　2.推断分子量的是

『正确答案』E、D

　　1H-NMR能提供的化合物结构信息是

　　A.质子化学位移

　　B.碳核化学位移

　　C.质子的积分面积

　　D.质子间的偶合常数

　　E.质子与碳的偶合常数

第二节　生物碱

　　一、基本内容

（一）定义：

是指来源于生物界（主要是植物界）的一类含氮有机化合物。

（二）生物碱的分布和存在

　　多集中在某一器官。

　　生物碱在不同植物中含量差别很大。

　　多数以盐的形式存在；

少数以游离形式存在；

其他尚有以生物碱苷及N-氧化合物的形式存在。

　　（三）生物碱的结构和分类

　　1.吡啶类生物碱

（1）简单吡啶类

　　槟榔碱、槟榔次碱（槟榔）、烟碱等

（2）双稠哌啶类

　　具喹诺里西啶母核，如苦参碱、氧化苦参碱

　　2.莨菪烷类

　　莨菪碱（洋金花）

　　莨菪烷

　　莨菪碱

　　3.异喹啉类生物碱

　　②双苄基异喹啉类

　　汉防己甲素、乙素蝙蝠葛碱.

　　（3）原小檗碱类

　　小檗碱类：

多为季铵碱，如小檗碱（黄连）

　　原小檗碱类：

多为叔胺碱，如延胡索乙素（延胡索）

　　（4）吗啡烷类

　　吗啡、可待因（罂粟）

　　5.有机胺类生物碱

　　氮原子不结合在环内，如麻黄碱、秋水仙碱。

　　二、生物碱的理化性质

（一）性状

　　少数呈液态（烟碱、槟榔碱、毒芹碱）；

　　少数液态及小分子生物碱有挥发性—麻黄碱、烟碱；

　　个别生物碱有升华性——咖啡因。

　　少数有颜色（小檗碱、蛇根碱黄色，药根碱红色）；

有的在紫外光下显荧光，如利血平。

　　多苦，少数辛辣味，个别具甜味（甜菜碱）。

（二）旋光性

　　生物碱大多有旋光性，且多呈左旋性（旋光度受手性碳构型、测定溶液、PH、浓度等影响）。

　　生理活性：

　　多数：

L>

d——莨菪碱散瞳作用

　　少数：

d>

L——古柯碱局麻作用

　　（三）溶解性

　　1.生物碱

（1）亲脂性生物碱

　　尤其易溶于三氯甲烷中。

（2）亲水性生物碱

　　季铵碱（小檗碱）

　　N-氧化物结构的生物碱（氧化苦参碱）

　　少数小分子生物碱（麻黄碱、烟碱）

　　酰胺类生物碱（秋水仙碱、咖啡碱）

　　（3）具有特殊官能团的生物碱

　　①两性生物碱

　　含酚羟基（吗啡）或羧基生物碱（槟榔次碱）前者溶于NaOH，后者溶于NaHCO3。

　　②内酯型（喜树碱）或内酰胺（苦参碱）生物碱：

溶解性类似亲脂性生物碱，但强碱溶液中，内酯或内酰胺开环形成羧酸盐，酸化后环合析出。

　　2.生物碱盐

　　一般易溶于水：

　　注意：

某些生物碱盐难溶于水，如小檗碱盐酸盐、麻黄碱草酸盐。

　　（四）碱性

　　氮原子上的孤电子对接受质子而显碱性。

　　1.碱性强弱的表示方法

　　碱性大小用pKa表示。

pKa越大，碱性越强。

　　2.影响碱性强弱的因素

（1）氮原子的杂化方式

　　SP3>

SP2>

SP

（2）电性效应

　　①诱导效应

　　供电诱导效应（烷基）：

氮原子电子云密度增加，碱性增强。

　　吸电诱导效应（含氧基团、双键、苯环）：

电子云密度降低，碱性减弱。

　　并非所有双键和羟基都使生物碱碱性减小，一些环叔胺碱的氮原子附近具有α、β-双键或α羟基，可使叔胺碱异构成季铵碱显强碱性。

　　有些生物碱的叔胺氮原子处于稠环的桥头，由于分子刚性结构不能发生转位变成季铵型，双键或者羟基只能起吸电子诱导效应，使碱性减弱。

如阿马林、新士的宁碱性小于士的宁。

　　②共轭效应

　　苯胺型：

P-π共轭，氮原子周围电子云密度下降，碱性降低。

　　酰胺型：

P-π共轭，氮原子周围电子云密度下降，形成极弱碱。

　　胍基型：

胍基接受质子形成季铵离子，体系高度共振稳定，碱性增强。

　　（3）空间效应

　　生物碱碱性降低。

　　（4）氢键效应

　　生物碱成盐后，氮原子附近有羟基、羰基处于有利于成稳定分子内氢键，碱性增强。

　　（五）沉淀反应

　　在酸水或稀醇中进行：

　　碘化铋钾（橘红色沉淀）

　　碘化汞钾（类白色沉淀）

　　碘-碘化钾（棕色沉淀）

　　硅钨酸（灰白色或淡黄色沉淀）

　　饱和苦味酸（中性条件下，黄色沉淀）

　　雷氏铵盐与季铵碱生成红色沉淀

　　少数生物碱不与一般的生物碱沉淀试剂反应，如麻黄碱、吗啡、咖啡碱等。

而酸水提取液中常含有蛋白质、多肽、氨基酸、鞣质等一些非生物碱类成分，它们也能与生物碱沉淀试剂作用产生沉淀。

　　生物碱在不同植物的含量差别

　　A.极小

　　B.较小

　　C.很大

　　D.相近

　　E.相同

　　生物碱PKa值表示的是

　　A.生物碱的熔点高低

　　B.生物碱的溶解度大小　

　　C.生物碱的沸点高低

　　D.生物碱的碱性强弱

　　E.生物碱的折光率大小

　　常作为生物碱薄层色谱或纸色谱显色剂是

　　A.亚硝酰铁氰化钠试剂

　　B.碘化铋钾试剂

　　C.间二硝基苯试剂

　　D.3，5-二硝基苯甲酸试剂

　　E.邻二硝基苯试剂

『正确答案』B

　　A.小檗碱

　　B.N-甲基金雀花碱

　　C.咖啡碱

　　D.新番木鳖碱

　　E.吗啡

　　具有升华性的生物碱

　　具有水溶性的生物碱

『正确答案』C、A

　　影响生物碱碱性强弱的因素有

　　A.氮原子杂化方式

　　B.诱导效应

　　C.共轭效应

　　D.空间效应

　　E.氢键效应

『正确答案』ABCDE

　　三、含生物碱类化合物的常用中药

（一）苦参

　　1.主要生物碱及其化学结构

　　主要含苦参碱和氧化苦参碱，《中国药典》以其为指标成分。

此外还有羟基苦参碱、去氢苦参碱等，都属于双稠哌啶类生物碱，是喹喏里西啶类衍生物。

（1）性状

　　苦参碱有α-、β-、γ-，δ-四种，除γ-苦参碱为液体其他均为结晶，常见α-苦参碱。

（2）碱性

　　苦参类生物碱含两个氮原子，一个为叔胺氮，另一个为酰胺氮，几乎不显碱性。

叔胺氮处于骈合环之间，立体效应较小，所以苦参碱和氧化苦参碱的碱性较强。

　　（3）溶解性

　　苦参碱可溶于水和氯仿、乙醚等亲脂性溶剂，氧化苦参碱具配位键，亲水性更强，易溶于水，难溶于乙醚，可利用二者溶解性差异将其分离。

　　极性：

氧化苦参碱>

羟基苦参碱>

苦参碱。

　　3.生物活性

　　苦参总生物碱具有利尿消肿抗肿瘤、抗病原体、抗心律失常、抗缺氧等作用。

　　4.临床应用注意事项

　　苦参碱可导致胆碱酯酶活性下降，产生倦怠、乏力等不良反应；

苦参栓可致外阴过敏；

苦参注射液致过敏性休克并导致恶心、呕吐等。

（二）山豆根

　　1.山豆根主要生物碱及化学结构

　　生物碱是山豆根的主要活性成分，大多属于喹喏里西啶类。

《中国药典》以苦参碱和氧化苦参碱为指标成分进行鉴别和含量测定。

　　2.山豆根主要生物碱的生物活性

　　山豆根有抗癌、抗溃疡、抗菌作用；

此外，山豆根还有升高白细胞、抗心律失常、抗炎及保肝作用。

　　3.山豆根在临床应用中应注意的问题

　　山豆根中毒的主要原因是超剂量用药（大于10g）。

因此，应用时应严格掌握剂量，一般以3～6g为宜。

中毒成分可能是苦参碱和氧化苦参碱以及槐果碱。

　　（三）麻黄

　　麻黄所含生物碱以麻黄碱和伪麻黄碱为主，《中国药典》以盐酸麻黄碱和盐酸伪麻黄碱为指标成分进行测定。

此外还含有少量甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱、去甲基麻黄碱、去甲基伪麻黄碱。

　　麻黄生物碱分子中氮原子均在侧链上，为有机胺类生物碱，麻黄碱和伪麻黄碱属仲胺衍生物，互为立体异构体。

　　2.理化性质

　　麻黄碱和伪麻黄碱均为无色结晶，有旋光性和挥发性。

　　氮原子在侧链上，碱性较强（有机胺类）。

伪麻黄碱的共轭酸形成分子内氢键稳定性大于麻黄碱，所以伪麻黄碱的碱性（pKa9.74）稍强于麻黄碱（pKa9.58）。

　　游离麻黄生物碱可溶于水，伪麻黄碱在水中溶解度较麻黄碱小；

二者也可溶于三氯甲烷。

　　草酸麻黄碱难溶于水，草酸伪麻黄碱易溶于水。

　　3.鉴别反应

　　麻黄碱和伪麻黄碱不能和多数生物碱沉淀试剂发生沉淀反应。

（1）二硫化碳-硫酸铜反应

（2）铜络盐反应

　　4.生物活性

　　麻黄碱有收缩血管、兴奋中枢神经作用，兴奋大脑和呼吸，有类似肾上腺素样作用；

伪麻黄碱有升压、利尿作用；

甲基麻黄碱有舒张支气管平滑肌作用。

　　5.应用注意

　　用量过大可引起头痛、心悸、大汗不止、体温及血压升高、心动过速、甚至昏迷、惊厥呼吸及排尿困难，心肌梗死或死亡。

　　（四）黄连

　　黄连有效成分主要为原小檗碱型生物碱，小檗碱、黄连碱、木兰碱等，以小檗碱含量最高（10%），《中国药典》以盐酸小檗碱为指标成分。

这些生物碱都属苄基异喹啉类衍生物，除木兰碱为阿朴菲型外都属于原小檗碱型，且都是季铵型生物碱。

　　2.小檗碱的理化性质

　　小檗碱为黄色针晶，盐酸小檗碱为黄色小针状结晶，加热至220℃分解生成红棕色小檗红碱，小檗碱及其盐干燥温度不宜过高。

　　水溶液呈强碱性（季铵碱，pKa11.5）

　　小檗碱可溶于水，易溶于热水和热乙醇，冷乙醇溶解度小，难溶于氯仿、丙酮。

　　硫酸盐和磷酸盐的水溶度较大，盐酸盐的水溶度较小。

　　小檗碱和大分子的有机酸盐水溶度都很小。

黄连与甘草、黄芩、大黄等配伍时，由于小檗碱与甘草酸、黄芩苷、大黄鞣质等形成难溶于水的盐或复合物而析出。

　　3.小檗碱的鉴别反应

　　小檗碱除了能与一般生物碱沉淀试剂产生沉淀反应外，还具有以下特征性鉴别反应：

　　1.在碱性条件下与丙酮加成，生成黄色结晶型加成物；

　　2.酸水液加漂白粉（或通入氯气），溶液即变樱红色。

　　黄连其有效成分小檗碱具有明显的抗菌、抗病毒作用；

小檗碱、黄连碱、药根碱等还具有明显的抗炎、抗溃疡、免疫调节及抗癌等作用。

　　外用或口服偶引起过敏性皮疹，小檗碱注射引起皮疹、血小板减少以致过敏性休克，静脉大量给予小檗碱可引起循环、呼吸骤停，甚至死亡。

　　（五）延胡索

　　1.延胡索中主要生物碱及其化学性质

　　延胡索含有多种苄基异喹啉类生物碱，包括延胡索甲素、延胡索乙素等，多数属原小檗碱型，《中国药典》以延胡索乙素为指标成分进行含量测定。

　　2.延胡索生物碱的生物活性

　　延胡索生物总碱具有活血散瘀，理气止痛的功效，延胡索乙素具有较强的镇痛作用，对慢性持续性疼痛及内脏钝痛的效果较好。

　　3.延胡索临床应用中应注意的问题

　　临床应用延胡索乙素，毒副作用较小，一般用量对心率、血压及肝肾功能无明显影响。

在治疗量时，可能有眩晕、乏力、偶有恶心、过量可出现呼吸抑制、帕金森综合征等表现。

　　（六）防己

　　1.防己主要生物碱及其化学结构

　　防己有效成分主要是汉防己甲素（粉防己碱）和汉防己乙素（防己诺林碱）。

《中国药典》以粉防己碱和防己诺林碱为指标成分。

前者结构中7位取代基为甲氧基，极性小；

后者为酚羟基，极性较大。

　　2.防己生物碱的生物活性

　　汉防己甲素具有抗心肌缺血、抑制血小板聚集、抗炎、抗溃疡、保肝等作用；

同时具有调节免疫力和耐缺氧作用等；

汉防己乙素具有抗炎镇痛、降压、抗肿瘤作用等。

　　3.防己生物碱在临床应用中应注意的问题

　　少数病人服药后出现轻度嗜睡、乏力、恶心、腹部不适，个别人服后大便次数增加，停药后症状可缓解；

静注部位可能发生疼痛或静脉炎。

　　（七）川乌

　　1.主要成分结构

　　主要为二萜类生物碱，主要是乌头碱、次乌头碱和新乌头碱。

常和乙酸或苯甲酸结合成二萜双酯型生物碱（毒性强）。

　　2.毒性生物碱在炮制过程中的变化

　　双酯型的生物碱毒性大，是主要的有毒成分。

在碱水中加热或直接水浸泡水解酯键，生成单酯型的乌头次碱或醇胺型乌头原碱（几乎无毒），但疗效不低。

　　乌头和附子提取物具有镇痛、消炎、麻醉、降压等作用；

附子具有升压、扩张冠状动